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时间:2011-02-10 15:42来源:蓝天飞行翻译 作者:admin
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51采用力臂调节器改善飞机纵向操纵性能
当飞机在跨音速 6( 7819 :819&飞行时,由于机翼压力中心后移,飞机会产生自动下俯现象引起杆力(位移)反向,即在图所示平尾偏度平衡曲线(或杆位移平衡曲线)出现凹勺区域。这种速度不稳定即所谓反操纵现象,在跨音速阶段是必然出现的。飞机在正常状态飞行,如欲水平加速,则必须推杆,使平尾后缘下偏;但在跨音速阶段凹勺区域前部的曲线反向部分飞行,水平加速,杆使平尾后缘上偏,这种不符合驾驶员操纵习惯的反常现象会给操纵带来极大困难,稍不留图  %& %;某高度平尾偏度平衡曲线意引起操纵失误,后果不堪设想。
为了消除反操纵现象,必须设法消除图  %& %;中  7<( 6()曲线上的凹勺区域,由于系统的传动系数可近似认为是常数,因此  7<( 6()曲线可看作仅是纵坐标比例不同的 =7<(6()曲线。
如果设法在操纵系统中保持  7<( 6()不变,而使杆位移平衡曲线 =7<( 6()沿着虚线即曲线 =7<(6()变化,反常操纵现象即能消除。也就是说,只要在跨音速到超音速阶段,能在保证气动要求所必需的平尾偏度 下,例如 6( 76(>时要求  7 >,使杆位移由原来的 =>值减小到 =值,便能消除反操纵现象。
中, )?和 *,分别表示为在大力臂和小力臂状态下,平尾偏度中和驾驶杆行程 =之间的关系曲线。设飞机在某一高度下水平加速至 6(>,根据凹勺段情况,这时平尾偏度应为 >,对应的杆位移为 =>。由于 6(>所对应的飞行 6(数已接近 >,因此杆位移 =>处于小臂状态,即在图  %& %&中对应于小臂状态下 =7<( )曲线上( *@,曲线)的 -点,如设法将 *@,曲线向左移动到 *+@+,+,那么对应于 >的杆位移应为工 =,因为 = A=>,则达到了预定的目的。
从另一角度来看,把小力臂状态的曲线 *@,移到 *+@+,+,可看作在驾驶杆不动的情况下,当大臂自动变到小臂时,除了由于系统传动比减小而使舵偏角变小( ->点 •00•
 


图  " "%力臂调节器的工作原理
(&)小力臂位置(’)大力臂位置
(—力臂调节器, —驾驶杆, )—水平尾翼: *—活动臂 &+点)外,还产生一个使舵偏角向负偏度方向增大的附加偏度 ",此时 +点变到了 +点。
五、非线性机构
在高速飞机行中,飞行速度和高度的变化范围很大。如果传动系数为常数,始终保持在大值,如图  " ",直线 (,当飞机在低空高速( -& .()飞行时,动压大,只需舵面偏转很小的角度 " (,此时对应的杆位移 /(就太小,使操纵感觉过于灵敏;如果采用直线 ,上述缺点虽可克服,但当低速飞行或高空超音速飞行由于舵面效率显著降低需要舵偏角较大时(如 " ),对应杆位移 /又会过大,使操纵感觉过于迟钝。因此采用杆位移与舵偏角呈非线性变化规律如曲线 ),就可以解决以上矛盾。在超音速飞
•)*•

 
机上纵向线系中安装了力臂调节器,正是为了使传动系数呈非线性变化。在横向或航向线系中采用的非线性机构有连杆式和齿轮式。图  " "所示为某机横向操纵系统中带三角形摇臂的连杆式非线性机构,它由输入摇臂 %,三角摇臂 &,输出杆 ’及支座 (组成。输入摇臂 )由中立位置向右运动时,由于摇臂 的作用,迫使三角摇臂逆时针方向转动,使输出杆 ’产生向左的附加运动,减小了它向右的实际运动量,从而使副翼偏角增量减小。当驾驶杆继续偏转到一定位置时,由于摇臂 的作用,迫使三角摇臂顺时针方向转动,使输出杆产生向右的实际运动量。把此机构的输入杆(连驾驶杆)和输出杆(连副翼)的位移关系画成曲线即图  " "中的非线性曲线,满足了操纵要求。连杆式非线性机构虽然构造复杂,但加工方便,间隙小,适用于对系统间隙要求严格的助力操纵系统中。

图  " "*杆位移和舵偏角的关系 %—大传动系数; —小传动系数; &—传动系数是可变的
第四节 *增稳操纵系统
(+年代,随着飞机向高空高速方向发展,飞机纵向运动中出现高频不衰减的“低头”现象。通常仅靠改变机械操纵系统的结构和飞机外形布局,很难在飞行包线范围内都得到满意的操稳特性。为此,发展了一种以改善飞机的操稳特性和提高飞行安全为目的的自动增稳系统。通过复合摇臂并人不可逆助力操纵系统中,而构成增稳操纵系统。驾驶员借助它的帮助,则能驾驶飞机顺利地完成各种飞行任务。
本节主要讨论纵向增稳操纵系统的组成、工作原理以及对飞机稳定性和操纵品质所起的作用,对于横侧增稳操纵系统,由于其结构原理与纵向增稳操纵系统类似,故不做详细介绍。
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图  " "%&带三角摇臂连杆式非线性机构 —输入摇臂; —摇臂; ’—三角摇臂; (—输出杆; )—支座
一、概述
众所周知,飞机的稳定性、操纵性与其外形结构和飞行状态有关。现代超音速歼击机外形特点一般为:大后掠角或三角形机翼、机身长细比大、翼型相对厚度小。这种构型使得飞机在操纵稳定性方面存在严重缺陷。如国产超音速歼击机— ——歼— *就存在以下主要问题:高空高速飞行时飞机动稳定性不足;高空超音速飞行时,飞机操纵性降低、荷兰滚运动模态和纵航向惯性交感严重。
为了解决以上问题,飞机设计师曾尝试过许多设计措施,如为了保证飞机高空高速时有良好的操纵性,采取了增加水平尾翼面积的设计思想,这虽然解决了高空高速飞行时的操纵性问题,但在接近地面时,驾驶杆小的位移即会形成很大的过载,飞机很容易陷入纵向“飘摆”状态,使飞机的操纵变得十分困难。为了解决荷兰滚问题,常采用加大立尾和在飞机腹部安装腹鳍等措施,这些方法虽能一定程度地抑制荷兰滚模态,但它们不仅不能从根本上解决问题,反而会大大增加飞机起飞重量和飞行阻力,严重影响其他飞行性能。
目前,解决上述问题的最行之有效的办法之一,就是在机械操纵系统中加装自动增稳系统(自动增稳器),从而构成增稳操纵系统。
 
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